半纖維素負載鈀複合材料的設計合成及催化性能研究

《半纖維素負載鈀複合材料的設計合成及催化性能研究》是依託華南理工大學，由彭新文擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：半纖維素負載鈀複合材料的設計合成及催化性能研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：彭新文
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

半纖維素的高效利用是當今天然高分子領域研究的重要課題之一。本項目從可再生資源高效利用和綠色化學角度出發，擬構建環境友好的半纖維素負載過渡金屬鈀（Pd）複合材料，並對其催化性能與調控途徑進行研究。項目首先設計合成一系列具有金屬配位功能的半纖維素衍生物，建立目標產物的高效合成路徑，並對其化學結構進行表征。採用吸附、配位、原位還原等方法製備半纖維素負載Pd複合材料，探討半纖維素與Pd之間的作用機制對Pd納米粒子導向生長、結構、負載性能的影響，揭示Pd的高效負載及Pd納米粒子結構的調控途徑。在此基礎上，研究半纖維素負載Pd複合材料對C-C交叉偶聯反應的催化性能與材料的循環回用性能，闡明催化性能的調控途徑。項目的開展將為半纖維素的高值化利用提供了有效途徑，同時也為催化化學提供了良好的載體材料和催化材料。

結題摘要

半纖維素的高效利用是當今生物質高值化利用的重要課題之一。本項目從可再生資源高效利用和綠色化學角度出發，構建了環境友好的半纖維素負載過渡金屬鈀（Pd）複合材料，通過並對其催化性能與調控途徑進行研究。項目首先設計合成了一系列具有金屬配位功能的半纖維素衍生物，採用O、N、S配體功能化的半纖維素作為大分子配體及載體來製備納米催化劑的新方法，解決了貴金屬催化過程中催化劑易聚集易中毒的難題。此方法為構建可降解、大比表面積多孔催化材料的構建提供了一種有效解決途徑。本項目的實施建立了目標產物的高效合成路徑，並對其化學結構進行表征。採用吸附、配位、原位還原等方法製備半纖維素負載Pd複合材料，探討了半纖維素與Pd之間的作用機制對Pd納米粒子導向生長、結構、負載性能的影響，揭示了半纖維素功能化衍生物通過配體對Pd的高效配位負載機制，並通過原位還原調控Pd納米粒子的微觀結構。在此基礎上，本項目還研究了半纖維素負載Pd複合材料對Suzuki、Heck、Sonagasha等C-C交叉偶聯反應的催化性能，研究表明催化效率可以達到98%以上，且循環回用5次以上。本項目為半纖維素的高值化利用提供了有效途徑，同時也為催化化學提供了良好的載體材料和催化材料。